(57)【要約】【課題】ナットのボール掬い上げ用貫通孔およびボール戻し用貫通孔とボール循環部材の筒状部との嵌め合い精度をそれほど高くすることなくボール負荷転動路とボール循環通路との境界部分に振動等の発生原因となる段差が生じることを防止することのできるボールねじを提供する。【解決手段】ボール１５を循環させるボール循環部材１７は、ナットのボール循環部材取付面１２ａに穿設されたボール掬い上げ用貫通孔１９およびボール戻し用貫通孔と夫々嵌合する筒状部２１を有している。筒状部２１には、ナット１２の非負荷圏側のボールねじ溝に係合してボール循環部材１７を位置決めする突起部３０が設けられている。【選択図】図１０
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面にボールねじ溝を有するねじ軸と、このねじ軸の前記ボールねじ溝と対向するボールねじ溝を内周面に有するナットと、前記ねじ軸及びナットの両ボールねじ溝間に形成されたボール負荷転動路を前記ねじ軸またはナットの回転運動に伴って転動する多数のボールと、前記ナットの外周面に形成されたボール循環部材取付面に取り付けられ、該ボール循環部材取付面に穿設されたボール掬い上げ用貫通孔およびボール戻し用貫通孔と夫々嵌合する二つの筒状部を有するボール循環部材とを備えたボールねじにおいて、
前記ボール掬い上げ用貫通孔およびボール戻し用貫通孔の内面に凹状部もしくは凸状部を設けるとともに、前記凹状部または前記凸状部と嵌合して前記ボール循環部材を位置決めする嵌合部を前記筒状部に設けたことを特徴とするボールねじ。
【請求項２】
請求項１記載のボールねじにおいて、前記ボール掬い上げ用貫通孔およびボール戻し用貫通孔に対して垂直な抜出防止面を前記凹状部または前記凸状部に設けるとともに、前記抜出防止面に係合する係合面を前記嵌合部に設けたことを特徴とするボールねじ。
【請求項３】
請求項１又は２記載のボールねじにおいて、前記筒状部の軸方向に沿う前記嵌合部の断面形状を楔状に形成したことを特徴とするボールねじ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載のボールねじにおいて、前記嵌合部を前記筒状部の内側に弾性変形させるためのスリットを、前記筒状部の内径面と前記嵌合部との間に設けたことを特徴とするボールねじ。
【請求項５】
外周面にボールねじ溝を有するねじ軸と、このねじ軸の前記ボールねじ溝と対向するボールねじ溝を内周面に有するナットと、前記ねじ軸及びナットの両ボールねじ溝間に形成されたボール負荷転動路を前記ねじ軸またはナットの回転運動に伴って転動する多数のボールと、前記ナットの外周面に形成されたボール循環部材取付面に取り付けられ、前記ボール循環部材取付面に穿設されたボール掬い上げ用貫通孔およびボール戻し用貫通孔と夫々嵌合する二つの筒状部を有するボール循環部材とを備えたボールねじであって、前記ナットの非負荷圏側のボールねじ溝と係合して前記ボール循環部材を位置決めする突起部を前記筒状部が有することを特徴とするボールねじ。
【請求項６】
前記突起部を前記筒状部の内側に弾性変形させるためのスリットを、前記筒状部の内径面と前記突起部との間に設けたことを特徴とする請求項５記載のボールねじ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ等の回転運動を直線運動に変換する機械部品として工作機械などで用いられるボールねじに関する。
【背景技術】
【０００２】
工作機械などで使用されるボールねじには、従来、ボールを循環させる部品として、エンドキャップを使用したものとボール循環チューブを使用したものとがある。このうち、エンドキャップを使用したボールねじは、振動や騒音等の発生を抑制しながらボールを循環させることが可能であるが、ボールの循環回路数がボールねじ溝の条数分に限定されるため、負荷容量を上げるために１回路当りのボール数を多くする（巻き数を多くする）と作動性が低下するなどの問題がある。
【０００３】
一方、ボール循環チューブを使用したボールねじは、１条のボールねじ溝に複数のボール循環回路を形成することができるという利点を有しているが、ねじ軸側ボールねじ溝とナット側ボールねじ溝との間に形成されたボール負荷転動路を転動するボールをボール循環チューブのタングに衝突させて循環させる構成であるため、ボールがボール循環チューブのタングに衝突した際に騒音や振動が発生するなどの問題がある。
【０００４】
そこで、かかる問題を解決するために、本願出願人は、ナットの外周面に平面状のボール循環部材取付面を形成し、このボール循環部材取付面に穿設されたボール掬い上げ用貫通孔およびボール戻し用貫通孔と夫々嵌合する二つの筒状部を有するボール循環部材により、ボール負荷転動路を転動するボールをボール中心軌道円の接線方向に掬い上げて外部循環させるようにしたものを先に出願した（特願2003−15129号）。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このようなボールねじにおいては、ボール循環部材としてボール循環チューブを用いた場合のように、ボール負荷転動路を転動するボールをタングに衝突させずに掬い上げることができるので、騒音や振動の発生を抑制することができるが、次のような問題点を有していた。すなわち、上述したボールねじでは、ナットのボール掬い上げ用貫通孔およびボール戻し用貫通孔とボール循環部材の筒状部との嵌め合い精度が低いと、ねじ軸及びナットの両ボールねじ溝間に形成されたボール負荷転動路とボール循環部材内に形成されたボール循環通路との境界部分に段差が生じ、振動等の発生原因となる。このため、ナットのボール掬い上げ用貫通孔およびボール戻し用貫通孔とボール循環部材の筒状部との嵌め合い精度を高くする必要があるが、嵌め合い精度を高くすると加工コストの上昇を招くという問題があった。
本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、ナットのボール掬い上げ用貫通孔およびボール戻し用貫通孔とボール循環部材の筒状部との嵌め合い精度をそれほど高くすることなくボール負荷転動路とボール循環通路との境界部分に振動等の発生原因となる段差が生じることを防止することのできるボールねじを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、外周面にボールねじ溝を有するねじ軸と、このねじ軸の前記ボールねじ溝と対向するボールねじ溝を内周面に有するナットと、前記ねじ軸及びナットの両ボールねじ溝間に形成されたボール負荷転動路を前記ねじ軸またはナットの回転運動に伴って転動する多数のボールと、前記ナットの外周面に形成されたボール循環部材取付面に取り付けられ、該ボール循環部材取付面に穿設されたボール掬い上げ用貫通孔およびボール戻し用貫通孔と夫々嵌合する二つの筒状部を有するボール循環部材とを備えたボールねじにおいて、前記ボール掬い上げ用貫通孔およびボール戻し用貫通孔の内面に凹状部もしくは凸状部を設けるとともに、前記凹状部または前記凸状部と係合して前記ボール循環部材を位置決めする嵌合部を前記筒状部に設けたことを特徴とする。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１記載のボールねじにおいて、前記ボール掬い上げ用貫通孔およびボール戻し用貫通孔に対して垂直な抜出防止面を前記凹状部または前記凸状部に設けるとともに、前記抜出防止面に係合する係合面を前記嵌合部に設けたことを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項１又は２記載のボールねじにおいて、前記筒状部の軸方向に沿う前記嵌合部の断面形状を楔状に形成したことを特徴とする。
請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載のボールねじにおいて、前記嵌合部を前記筒状部の内側に弾性変形させるためのスリットを、前記筒状部の内径面と前記嵌合部との間に設けたことを特徴とする。
【０００８】
請求項５の発明は、外周面にボールねじ溝を有するねじ軸と、このねじ軸の前記ボールねじ溝と対向するボールねじ溝を内周面に有するナットと、前記ねじ軸及びナットの両ボールねじ溝間に形成されたボール負荷転動路を前記ねじ軸またはナットの回転運動に伴って転動する多数のボールと、前記ナットの外周面に形成されたボール循環部材取付面に取り付けられ、前記ボール循環部材取付面に穿設されたボール掬い上げ用貫通孔およびボール戻し用貫通孔と夫々嵌合する二つの筒状部を有するボール循環部材とを備えたボールねじであって、前記ナットの非負荷圏側のボールねじ溝に係合して前記ボール循環部材を位置決めする突起部を前記筒状部が有することを特徴とする。
請求項６の発明は、請求項５記載のボールねじにおいて、前記突起部を前記筒状部の内側に弾性変形させるためのスリットを、前記筒状部の内径面と前記突起部との間に設けられたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１の発明に係るボールねじによれば、ボール循環部材の筒状部に設けられた嵌合部がボール掬い上げ用貫通孔およびボール戻し用貫通孔の内面に形成された凹状部に係合することによって、ボール循環部材がナットに対して位置決めされるので、ナットのボール掬い上げ用貫通孔およびボール戻し用貫通孔とボール循環部材の筒状部との嵌め合い精度をそれほど高くすることなくボール負荷転動路とボール循環通路との境界部分に振動等の発生原因となる段差が生じることを防止することができる。
請求項２の発明に係るボールねじによれば、上述した効果に加え、ボール循環部材の筒状部がナットのボール掬い上げ用貫通孔およびボール戻し用貫通孔から不用意に抜け出ることを防止することができる。
【００１０】
請求項３の発明に係るボールねじによれば、ボール循環部材の筒状部をナットのボール掬い上げ用貫通孔およびボール戻し用貫通孔に容易に嵌め入れることが可能となるので、ボールねじを容易に組立てることができる。
請求項４の発明に係るボールねじによれば、ボール循環部材を位置決めする嵌合部を筒状部の内側に弾性変位させることができる。これにより、嵌合部とナット側ボールねじ溝との係合状態を容易に解除できるので、上述した効果に加え、ボール循環部材の筒状部をナットのボール循環部材挿入孔から引抜いて予圧の再調整を容易に行うことができる。
【００１１】
請求項５の発明に係るボールねじによれば、ボール循環部材の筒状部に設けられた突起部がナットの非負荷圏側のボールねじ溝に係合することによって、ボール循環部材がナットに対して位置決めされるので、ナットのボール掬い上げ用貫通孔およびボール戻し用貫通孔とボール循環部材の筒状部との嵌め合い精度をそれほど高くすることなくボール負荷転動路とボール循環通路との境界部分に振動等の発生原因となる段差が生じることを防止することができる。
請求項６の発明に係るボールねじによれば、ナットの非負荷圏側のボールねじ溝に係合してボール循環部材を位置決めする突起部を筒状部の内側に弾性変位させることができる。これにより、突起部とナット側ボールねじ溝との係合状態を容易に解除できるので、上述した効果に加え、ボール循環部材の筒状部をナットのボール循環部材挿入孔から引抜いて予圧の再調整を容易に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の第１の実施形態を図１〜図５を参照して説明する。
図１において、符号１１は本発明の第１の実施形態に係るボールねじのねじ軸、１２はねじ軸１１の外径より大径の内径を有するナットであって、ねじ軸１１の外周面にはねじ軸側ボールねじ溝１３が形成され、ナット１２の内周面にはナット側ボールねじ溝１４（図２参照）が形成されている。
これらのボールねじ溝１３，１４は互いに対向しており、ねじ軸側ボールねじ溝１３とナット側ボールねじ溝１４との間には、ボールねじ溝１３，１４間に形成された螺旋状のボール負荷転動路１６（図３参照）をねじ軸１１またはナット１２の回転運動に伴って転動する多数のボール１５が設けられている。
【００１３】
ナット１２はその外周面に平面状のボール循環部材取付面１２ａを有しており、このボール循環部材取付面１２ａに二本の止めネジ１８によって取り付けられた合成樹脂製のボール循環部材１７には、ボール１５をナット１２の外部で循環させるためのボール循環通路２５が形成されている。
ボール循環部材１７はボール循環通路２５の両端開口部にボール掬い上げ部２３，２４（図４参照）を有しており、ボール負荷転動路１６を転動するボール１５は、図３に示すように、ボール掬い上げ部２３または２４によってボール中心軌道円ＢＣＤの接線ＣＬ方向に掬い上げられるようになっている。
【００１４】
また、ボール循環部材１７はナット１２のボール循環部材取付面１２ａに穿設されたボール掬い上げ用貫通孔１９（図２参照）およびボール戻し用貫通孔２０に夫々嵌合する筒状部２１，２２（図４参照）を有しており、これらの筒状部２１，２２には、ボール掬い上げ用貫通孔１９およびボール戻し用貫通孔２０の内面に形成された凹状部２６（図３参照）と嵌合してボール循環部材１７を位置決めする嵌合部としての突起部２７が設けられている。
凹状部２６はボール掬い上げ用貫通孔１９およびボール戻し用貫通孔２０の内面に対して垂直な抜出防止面２８（図５参照）を有しており、突起部２７には、凹状部２６の抜出防止面２８に係合する係合面２９（図４参照）が設けられている。
【００１５】
このように構成される本発明の第１の実施形態に係るボールねじでは、ボール循環部材１７の筒状部２１，２２に設けられた突起部２７がボール掬い上げ用貫通孔１９およびボール戻し用貫通孔２０の内面に形成された凹状部２６に係合することによって、ボール循環部材１７がナット１２に対して位置決めされる。従って、ナット１２のボール掬い上げ用貫通孔１９およびボール戻し用貫通孔２０とボール循環部材１７の筒状部２１，２２との嵌め合い精度をそれほど高くすることなくボール負荷転動路１６とボール循環通路２５との境界部分に振動等の発生原因となる段差が生じることを防止することができる。
【００１６】
また、上述した実施形態ではボール掬い上げ用貫通孔１９およびボール戻し用貫通孔２０の内面に対して垂直な抜出防止面２８を凹状部２６に設けるとともに、抜出防止面２８に係合する係合面２９を嵌合部としての突起部２７に設けられたことで、ボール循環部材１７の筒状部２１，２２がナット１２のボール掬い上げ用貫通孔１９およびボール戻し用貫通孔２０から抜け出ることを防止することができる。
【００１７】
なお、第１の実施形態ではボール掬い上げ用貫通孔１９およびボール戻し用貫通孔２０の内面に凹状部２６を設けるとともに、凹状部２６に嵌合する嵌合部としての突起部２７をボール循環部材１７の筒状部２１，２２に設けたが、ボール掬い上げ用貫通孔１９およびボール戻し用貫通孔２０の内面に凸状部を設けるとともに、この凸状部に嵌合する嵌合部をボール循環部材１７の筒状部２１，２２に設けてもよい。
【００１８】
図６は本発明の第２の実施形態を示す図で、この第２の実施形態が第１の実施形態と異なる点は、筒状部２１，２２の軸方向に沿う突起部２７の断面形状を楔状に形成した点である。このような構成によると、筒状部２１，２２の軸方向に沿う突起部２７の断面形状が図４に示すような四角形状のものと比較して、ボール循環部材１７の筒状部２１，２２をナット１２のボール掬い上げ用貫通孔１９およびボール戻し用貫通孔２０に容易に嵌め入れることが可能となるので、ボールねじを容易に組立てることができる。
【００１９】
図７は本発明の第３の実施形態を示す図で、この第３の実施形態が第１の実施形態と異なる点は、嵌合部としての突起部２７を筒状部２１，２２の内側に弾性変位させるためのスリット３１を筒状部２１（または２２）の内径面と突起部２７との間に設けた点である。このように、ボール掬い上げ用貫通孔１９およびボール戻し用貫通孔２０の内面に形成された凹状部２６と嵌合してボール循環部材１７を位置決めする嵌合部としての突起部２７と筒状部２１（または２２）の内径面との間にスリット３１を設けたことにより、突起部２７を筒状部２１，２２の内径側に弾性変位させることができ、これにより、凹状部２６と突起部２７との係合状態を容易に解除できるので、ボール循環部材１７の筒状部２１，２２をナット１２のボール掬い上げ用貫通孔１９およびボール戻し用貫通孔２０から引抜いて予圧の再調整を容易に行うことができる
次に、本発明の第４の実施形態を図８〜図１１を参照して説明する。
【００２０】
図８において、符号１１は本発明の第４の実施形態に係るボールねじのねじ軸、１２はねじ軸１１の外径より大径の内径を有するナットであって、ねじ軸１１の外周面にはねじ軸側ボールねじ溝１３が形成され、ナット１２の内周面にはナット側ボールねじ溝１４（図１１参照）が形成されている。
これらのボールねじ溝１３，１４は互いに対向しており、ねじ軸側ボールねじ溝１３とナット側ボールねじ溝１４との間には、ボールねじ溝１３，１４間に形成された螺旋状のボール負荷転動路１６（図９参照）をねじ軸１１またはナット１２の回転運動に伴って転動する多数のボール１５が設けられている。
ナット１２はその外周面に平面状のボール循環部材取付面１２ａを有しており、このボール循環部材取付面１２ａに二本の止めネジ１８によって取り付けられた合成樹脂製のボール循環部材１７には、ボール１５をナット１２の外部で循環させるためのボール循環通路２５が形成されている。
【００２１】
ボール循環部材１７はボール循環通路２５の両端開口部にボール掬い上げ部２３，２４（図９参照）を有しており、ボール負荷転動路１６を転動するボール１５は、図１０に示すように、ボール掬い上げ部２３または２４によってボール中心軌道円ＢＣＤの接線ＣＬ方向に掬い上げられるようになっている。また、ボール循環部材１７はナット１２のボール循環部材取付面１２ａに穿設されたボール掬い上げ用貫通孔１９およびボール戻し用貫通孔２０に夫々嵌合する筒状部２１，２２を有しており、これらの筒状部２１，２２には、ナット１２の非負荷圏側のボールねじ溝１４と係合してボール循環部材１７を位置決めする突起部３０（図９及び図１０参照）が設けられている。
【００２２】
このように構成される本発明の第４の実施形態に係るボールねじでは、ボール循環部材１７の筒状部２１，２２に設けられた突起部３０がナット１２の非負荷圏側のボールねじ溝１４に係合することによって、ボール循環部材１７がナット１２に対して位置決めされる。従って、ナット１２のボール掬い上げ用貫通孔１９およびボール戻し用貫通孔２０とボール循環部材１７の筒状部２１，２２との嵌め合い精度をそれほど高くすることなくボール負荷転動路１６とボール循環通路２５との境界部分に振動等の発生原因となる段差が生じることを防止することができる。
図１２は本発明の第５の実施形態を示す図であり、この第５の実施形態が第４の実施形態と異なる点は、ナット１２の非負荷圏側のボールねじ溝１４に係合してボール循環部材を位置決めする突起部３０の横断面形状を台形形状とし、突起部３０の両側のテーパ面３０ａをボールねじ溝１４の側縁部に係合させた点である。
【００２３】
図１３及び図１４は本発明の第６の実施形態を示す図であり、この第６の実施形態が第５の実施形態と異なる点は、突起部３０を筒状部２１，２２の内側に弾性変位させるためのスリット３１を、筒状部２１，２２の内周面と突起部３０との間に設けた点である。このような構成によると、ナット１２の非負荷圏側のボールねじ溝１４と突起部３０との係合状態を容易に解除できるので、ボール循環部材１７の筒状部２１，２２をナット１２のボール掬い上げ用貫通孔１９およびボール戻し用貫通孔２０から引抜いて予圧の再調整を容易に行うことができる。
図１５は本発明の第７の実施形態を示す図であり、この第７の実施形態が第６の実施形態と異なる点は、突起部３０を筒状部２１，２２の内側に弾性変位させるための凸部３２をボール循環部材１７に設けた点である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るボールねじの平面図である。
【図２】図１に示すナットの平面図である。
【図３】図１のIII−III断面図である。
【図４】図１に示すボール循環部材を説明するための図で、（ａ）はボール循環部材の側面図、（ｂ）はボール循環部材の底面図、（ｃ）は（ｂ）のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。
【図５】図２のV−V断面図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係るボールねじのボール循環部材を示す図である。
【図７】本発明の第３の実施形態に係るボールねじのボール循環部材を示す断面図である。
【図８】本発明の第４の実施形態に係るボールねじの平面図である。
【図９】図８に示すボール循環部材の底面図である。
【図１０】図８のX−X断面図である。
【図１１】図１０のボール循環部材に設けられた突起部とナット側ボールねじ溝との係合状態を示す図である。
【図１２】本発明の第５の実施形態に係るボールねじを説明するための図で、（ａ）はボール循環部材の底面図、（ｂ）はボール循環部材に設けられた突起部とナット側ボールねじ溝の非負荷圏側との係合状態を示す図である。
【図１３】本発明の第６の実施形態を説明するためのボール循環部材の底面図である。
【図１４】図１３のXIV−XIV断面図である。
【図１５】本発明の第７の実施形態を示す図である。
【符号の説明】
【００２５】
１１    ねじ軸
１２    ナット
１２ａ    ボール循環部材取付面
１３    ねじ軸側ボールねじ溝
１４    ナット側ボールねじ溝
１５    ボール
１６    ボール負荷転動路
１７    ボール循環部材
１９    ボール掬い上げ用貫通孔
２０    ボール戻し用貫通孔
２１，２２    筒状部
２５    ボール循環通路
２６    凹状部
２７，３０    突起部
３１    スリット
【図１】
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【図２】
2005061608.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2005061608.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
2005061608.tif 000016
【図１５】
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